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氣力輸送設(shè)計(jì)實(shí)例計(jì)算

氣力輸送設(shè)計(jì)實(shí)例計(jì)算

氣力輸送適臺(tái)干輸送松散的不粘結(jié)狀態(tài)的、非熱燒結(jié)狀態(tài)的粉末或顆粒狀態(tài)的物料.盡可能是同一種物質(zhì)。輸送距離的范圍.從投資效益和生產(chǎn)費(fèi)用考慮為1 0—1000m,無(wú)論是水平.還是傾斜、垂直都是適用的。敷設(shè)輸送管道較為方便.輸送物料可在控制室進(jìn)行遠(yuǎn)距離操縱,并可達(dá)到完全自動(dòng)
化操作。輸送物料量的范圍,一般為0.1—100t/h.特別是輸送含有粉末的物料時(shí).氣力輸送對(duì)健康或安全有著重要的意義。在管內(nèi)壁和分離器內(nèi)壁襯__層輝綠巖鑄石的耐磨襯里,可延長(zhǎng)管道的使用壽命。

一、 氣力輸送方案選擇

的步驟和基奉要點(diǎn)
1.氣力輸送系統(tǒng)主要流程和參數(shù)的選擇。
2.預(yù)計(jì)操作的正壓或負(fù)壓和氣體的消耗量以及管道的直徑。
3.選擇合適的機(jī)器提供氣力輸送的能量和計(jì)算出口的壓力、流量、速度、輸送密度 和管道直徑以及最終確定氣力輸送的技術(shù)參數(shù)。
4.確定設(shè)備尺寸和選擇主要機(jī)器設(shè)備、計(jì)量設(shè)備、混合輸送設(shè)備、分離器等。
5.確定氣力輸送自動(dòng)化原則和范圍。

二、計(jì)算空氣需要量和管道直徑

在設(shè)計(jì)時(shí)首先確定吸取和排出物料的位 置和管道布置,輸送的總高度和總長(zhǎng)度.并 從中確定對(duì)管道阻力有影響的彎管、異徑管和所有附件齙數(shù)量 以及下列參教r 
Wm——物料輸送量,kg/s:
w——空氣流量.kg/s;
Ym——物料容重 kg/mi;
z——物料顆?;蚱骄睆剑甿m;
H——輸送管道的總高度.m:
L——輸送管道帕總長(zhǎng)度,m:
Lv——空氣管道的長(zhǎng)度.m。
確定出口空氣過(guò)濾器韻位置和輸送物料分離器與空氣過(guò)濾器之間的管道布置、夸管、管路附件等數(shù)量,并確定空氣管道的長(zhǎng) 度LV。
1.輸送密度的選擇
輸送密度 以用來(lái)確定物料和空氣流的重量.并且是確定輸送機(jī)器和所存主要設(shè)備尺寸的原始數(shù)據(jù),它的大小對(duì)整個(gè)設(shè)備輸送的經(jīng)濟(jì)與否有著較大的影響.
輸送密度的選擇:
 μ=Wm/W (t1)
μ=0.2,是用于輸送功率小的粉末物料和輕質(zhì)極細(xì)微粉末,對(duì)工業(yè)吸塵設(shè)備最為適宜。 μ=0.2—0.5,應(yīng)用于短距離小前事的 吸取式輸送 7m<150kg/m。的輕質(zhì)物料.管道全雎力降在AP=25~450mm H2O (1toraH 2O=9.80665Pa)的范圍.=0.5—5應(yīng)用于中等輸送距離和功率的輕質(zhì)、中等重質(zhì)物料,管道系統(tǒng)全壓力降在AP=1000ramH 2O左右。
   μ=5-,-25,應(yīng)用于輸送功率大的重質(zhì)物料,管道系統(tǒng)全壓力降的范圍為0.05—0.35MPa。為了進(jìn)行預(yù)計(jì)算,可參考|上述數(shù)值選擇 輸送密度,如采用離心式通風(fēng)機(jī)時(shí), 值通
常取l一5 在功率大時(shí)選用大值, 便使機(jī)器設(shè)備不至太大。在使用壓縮空氣時(shí),一般選用 μ=1 0—20,這只適用在壓力為0.5—0.6MPa。
2.輸送速度的選擇
物料在管道中是用渦流空氣的氣流輸送,并與輸送氣體混合在一起沿管壁層流流動(dòng),物料通過(guò)點(diǎn)至面的接觸撞擊在管壁上。 每單位時(shí)間內(nèi)撞擊的次數(shù)和撞擊強(qiáng)度,接觸表面的大小,流動(dòng)速度物料在管壁表面動(dòng)力摩擦的阻力和其它等條件決定物料阻力無(wú)困次系數(shù)K值.K值與輸送物料的容重和顆
粒大小有關(guān),并與物料輸送速度有關(guān),對(duì)一定的輸送密度 ,在水平管遭內(nèi)與物料輸送速度分布的關(guān)系為:
K=f(Ym Wm,D,μo,z)
式中 D——管道直徑,mm;
μo——動(dòng)力摩擦系數(shù):
Wm——物料輸送速度,m/s。
在D=8o~l 00mm、w =12~1 3m/s、Y。=0.8—1.1的條件下K=f(w )。
 
 圖1所示系數(shù)K值只是定向和近似值。對(duì)物料的各種容重都是相似的曲線。在沒有提供可靠曲線時(shí),K值須在試驗(yàn)室作出.圖1上的曲線對(duì)物料容重Ym=0.8—1.1t/ms是有效的。阻力系數(shù)K在與w 值無(wú)關(guān)的范圍內(nèi) (曲線下部平伏部分)的數(shù)值,根據(jù)物料的 不同容重,K值分剮等于0.35一1.0。當(dāng)管道直徑在40—80m~i'l時(shí)K值通常是等于1。曲線的右側(cè)很平伏,在此范圍之內(nèi)輸送物料,其速度在管內(nèi)均勻地分布,并在
整個(gè)管徑截面上輸送物料,物料只是在瞬間接觸管壁。如果降低Ⅳ 和w 的速度,則被輸送物料在水平管道底部密度就開始增大,與管壁接觸就會(huì)更加頻繁,摩擦阻力也隨之增大。曲線的左側(cè)是比較陡立的,如果氣速在此范圍之內(nèi),則管道的壓力損失就急劇增大,速度降低,管內(nèi)的輸送物料開始阻塞,直至造成不能繼續(xù)輸送。所以在選用輸送速度w 時(shí)須在曲線切點(diǎn)之右側(cè)。從節(jié)省動(dòng)力考慮應(yīng)選用w 的允許范圍的最小輸送速度,但又要保證在曲線切點(diǎn)之右側(cè)部分,此時(shí)阻力系數(shù)K≠f(w )。w對(duì)各種物料的輸送是稍有不同的,一般
w 的最低限度為12m/s, 選用15—18m/s較為理想.沿管壁輸送物料都分的流動(dòng)速度比空氣的流速慢,也就是說(shuō)輸送物料的顆粒z種Y田越大、越重.則流動(dòng)速度越慢。在垂直向上輸送時(shí).需要克服物料自由降落的懸浮速度w.,克服物料自由降落的速度(是在垂直管道中顆粒物料自由落下時(shí)最大和恒定的速度,這個(gè)速度在垂直向上前氣力輸送的轉(zhuǎn)差率速度相等)。在水平輸送時(shí)是依賴于一定的函數(shù)關(guān)系。
3.懸浮速度的計(jì)算 .
Ym大的物料,w 比w小的比較多;在豎管道輸送時(shí),差的也多;往上輸送時(shí).氣體的輸送速度w就要克服物料的自重懸浮速度w..
空氣速度是物料進(jìn)入管道入口位置(在壓力輸送時(shí))的速度,也是管道中最大壓力點(diǎn)。在300~500mmH 20身勻低壓輸送管道上一般不考慮壓力的差蹦。在壓力降△P=100mmH。O的輸送管道上物料入口處的空氣速度w須要增加到1.3—1.5倍。 在顆粒z<0.O08mm微細(xì)物料輸送時(shí),w.只是輸送速度w的百分之幾,因此可以不考慮.

根據(jù)已確定的管道直徑D和從實(shí)驗(yàn)室確定的數(shù)據(jù)或從曲線圖表查得的阻力系數(shù)K,就可以進(jìn)一步計(jì)算空氣的總援力,它是由疊部設(shè)備阻力和用空氣與物料混合的條件,以Be rnoulll s方程式得出,適用于各種類型的輸進(jìn)方式和設(shè)備(吸取式.低壓式,高壓式,見圍2.3)。

三、吸取式氣力輸送

對(duì)于粉末或小顆粒物料,在短距離小功

率時(shí),可以采用吸取式氣力輸進(jìn)(見圖2),如對(duì)散裝車輛的卸車,從管式反應(yīng)器的管子上部卸出催化劑,通常都采用吸取式為宜。
1.機(jī)器設(shè)備和各管路附件及管道的壓力
損失△P 分別為:
要求分離器具有高效的分離作用,必須在正確選擇使用類型和布蠱時(shí)才能實(shí)現(xiàn)。在管道L,中的流動(dòng)屬于空氣,可以采用較大的流速,以達(dá)到使用較小的管道直徑,其速度可采用w =10^一15m/s。按式(r6)計(jì)算出的Pc值比實(shí)際小些。 因?yàn)樵诮祲旱那?下氣體膨脹了,、v是隨著壓力的下降而以平方的關(guān)系增加.而Y是直線下降的,這個(gè)與實(shí)際小的差別是用有效壓力差來(lái)平衡,即p,。一 1.0 7pc(用于300^一looomrnH 2O的通風(fēng)機(jī))jPc=1.12p c(用于1000,-~3000mmH 2O風(fēng)機(jī)).
從風(fēng)機(jī)目錄中按照Q—H的特性曲線選擇通風(fēng)機(jī)中合適的類型和型號(hào)。
四、低壓式氣力輸送
低壓式所需要壓力極限為3000mmH O 但一般只需要1 00o一1 500mmH 20,因?yàn)檫@樣適應(yīng)通風(fēng)機(jī)的類型.其計(jì)算除與低壓吸取設(shè)備相同外,還須考慮混臺(tái)設(shè)備壓力的增加(倉(cāng)下噴射輸送器.給料噴射輸送器,壓力輸送罐),因此計(jì)算物料入口的空氣表壓Pc為:

式中po——系統(tǒng)全壓,kgf/m (G);"ηsm——混合設(shè)備輸選器壓力效率,一般倉(cāng)下噴射輸送器 em o.32一o.42,給料噴射輸送器 ηsm=0.40—0.5 5,壓力輸送罐η=0.75一O.85.
五 高壓式氣力輸送(見圖3)
1.幾點(diǎn)條件和要求
(1)由于加壓空氣逐漸膨脹的關(guān)系,沿管壁氣體流動(dòng)速度發(fā)生顯著地變化. 重度種管道起點(diǎn)與終點(diǎn)的單位長(zhǎng)度壓力損失也發(fā)生顯著地變化,為實(shí)現(xiàn)經(jīng)擠地運(yùn)輸,在選擇空氣流速時(shí),可以選混臺(tái)設(shè)備(輸送器)之后輸送管遣起點(diǎn)的最低限度數(shù)值。
(2)常用的空氣壓力為O.2一O 5MPa
(G),在比例Q/p 值大時(shí)操作經(jīng)濟(jì).可有效和5用空氣壓縮機(jī)的能婦, 低的流量,達(dá)到高的輸送密度和較小的氣力輸送設(shè)備。
(3)壓力損失的所有部分形成了輸送管道整個(gè)阻力,這些阻力包括混合設(shè)備(輸送器)的壓力效率,預(yù)計(jì)算確定與流量有關(guān)的所需壓力和在選定輸送密度時(shí)輸送管道的直徑及長(zhǎng)度。
2.預(yù)計(jì)算管道起點(diǎn)(物料入口)空氣的壓力P2

式中 0.9為保證均衡負(fù)荷和輸送功率穩(wěn)定恒壓、自動(dòng)調(diào)節(jié)器的備甩率;Pc—一輸送器入I口壓力。
3.預(yù)計(jì)算管道末端空氣的壓力P。


如果從式(2 3)算出的p 與式(18)預(yù)計(jì)算的P。有明顯差別時(shí),剛須再修改管道直徑D或輸送密度 ,直至達(dá)到近似一致時(shí)
為止。 物料阻力系數(shù)K值一般選用K=0.35-1。在計(jì)算輸送粉末狀和小顆粒。0一l0mm混合千狀物料時(shí),可取K=0.5。
6.系統(tǒng)全壓Pc

為了節(jié)約能源減少功率的消耗 在有Nt,CO 氣體使用條件時(shí),用以輸送粉媒等易爆物質(zhì),可以達(dá)到既經(jīng)濟(jì)又安全的效果,但檢埋時(shí)注意缺氧。 對(duì)各種物料的輸送,應(yīng)按有關(guān)規(guī)定作好安全措施